WIPO专利WO1985002088A1 Procede et installation pour le positionnement de pieces detachees sur une piece a usiner

专利PDF首页>>WIPO专利

专利附录

专利说明

权利要求

类似技术

同族专利

引用文献

法律状态

优先权

专利摘要:

公开号:WO1985002088A1
申请号:PCT/CH1984/000177
申请日:1984-11-05
公开日:1985-05-09
发明作者:Maximilian R. Rottmann；Uwe Tews
申请人:Zevatech Ag；
IPC主号:H01L21-00

专利说明:
[0001] VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR POSITIONIERUNG VON BAUTEILEN
[0002] AUF EINEM WERKSTÜCK
[0003] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Positionierung von Bauteilen auf einem Werkstück, bei welchem ein Bauteil aus einem Magazin bzw. aus einem ausgewählten Magazin einer Magazingruppe entnommen, in den Bereich des Werkstückes transportiert und in einer vorgegebenen Position auf das Werkstück aufgebracht wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche Vorrichtung mindestens ein Bauteile-Magazin bzw. eine Bauteile-Magazingruppe, mindestens eine Bauteile-Transportvorrichtung mit einem Greiforgan zur Aufnahme eines Bauteiles sowie mindestens eine Werkstück-Halteanordnung zur Aufnahme mindestens eines Werkstückes umfasst, wobei die Bauteile-Transportvorrichtung zwizwischen dem Bauteile-Magazin bzw. der Bauteile-Magazingruppe und der Werkstück-Halteanordnung verschiebbar gelagert ist.
[0004] Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist z.B. im Aufbringen elektronischer Bauelemente auf einen Träger zu erblicken. Als Träger kommen Dickschichtschaltungen, Dünnschichtschaltungen, Leiterplatten oder ähnliche Werkstücke in Betracht. Solche Träger umfassen eine Leiterträgerplatte, die aus keramischem oder einem anderen geeigneten Material besteht, auf deren Oberfläche einerseits ein vorgegebenes Muster von elektrisch leitfähigen Bahnen und andererseits eine Mehrzahl von Anschlusspunkten zur Aufnahame von diskreten, elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen wie z.B. Widerständen, Transistoren, Kondensatoren und dgl. vorgesehen ist. Insbesondere wegen der geringen Abmessungen und der gedrängten Anordnung von Dünnschicht- bzw. Dickschicht- schaltungen ist es von ausschlaggebender Bedeutung, dass die auf den Träger aufzusetzenden Elemente mit grδsstmöglichster Präzision an den vorgesehenen Platz gebracht werden, bevor sie z.B. durch Löten mit den Leiterbahnen des Trägers verbunden werden.
[0005] Im Interesse einer rationellen, möglichst weitgehend automatisierten Fertigung solcher Schaltungen werden Bestückungsautomaten verwendet, welche selbsttätig, durch ein geeignetes Programm gesteuert, Bauelemente aus einem Magazin oder aus einem ausgewählten Magazin einer Magazingruppe entnehmen, diese in den Bereich der Leiterplatte transportieren und schliesslich die Bauelemente an einer genau vorbestimmten Position auf der Leiterplatte ablegen. Die Transportvorrichtung zum Verbringen der einzelnen Bauelemente vom ausgewähltem Magazin zur vorgegebenen Position auf der Leiterplatte kann nach bekanntem Stand der Technik mit der erwünschten, hohen Präzision gesteuert werden. Andererseits ist die Lage der einzelnen Bauelemente innerhalb des Magazins nicht mit der erforderlichen Präzision gewährleistet, so dass die Position eines von der Transportvorrichtung aufgenommenen Bauelementes gegenüber einer theoretisch genauen Positionierachse der Transportvorrichtung nicht garantiert werden kann. Mit anderen Worten bedeutet das, dass ein vom Erfassungsorgan der Transportvorrichtung aus dem Magazin aufgenommenes Bauelement mehr oder weniger gegenüber der theoretischen Positionierachse der Transportvorrichtung verschoben und/oder verdreht sein kann.
[0006] Um diese nicht voraussehbare Lageverschiebung zu korrigieren, hat man bisher vorgeschlagen, die Erfassungsorgane der Transportvorrichtung mit Zentriermitteln zu versehen, um ein ungenau aufgenommenes Bauelement in die theoretisch erwünschte Sollposition gegenüber der Positionierachse zu bringen, d.h. das Bauelement mechanisch so zu verschieben, dass dessen Symmetrieachse mit der Positionierachse der Transportvorrichtung zusammenfällt. Eine solche Vorrichtung ist z.B. in der USA-Patentschrift Nr. 4,135,630 beschrieben, die eine Anordnung zum Zentrieren elektronischer Bauelemente offenbart, die aus einem Magazin entnommen worden sind und auf einer Leiterplatte aufgesetzt werden sollen. Es wird dabei von der Ueberlegung ausgegangen, dass die zu positionierenden Bauelemente während des Entnehmens aus dem Magazin möglicherweise dezentral erfasst werden und demzufolge nicht in der korrekten Sollposition auf den Leiterträger abgesetzt werden können. Um dies zu vermeiden, schlägt die genannte USA-Patentschrift die Verwendung eines Zentrierorganes vor, mit Hilfe dessen die aus dem Magazin entnommenen Bauelemente relativ zur theoretischen Positionierachse der Transportvorrichtung zentriert werden können.
[0007] An sich arbeitet dieses Verfahren bzw. diese Vorrichtung zufriedenstellend, benötigt aber in mechanischer Hinsicht aufwendige Mittel, um die im allgemeinen sehr geringe Abmessungen aufweisenden, aus dem Magazin aufgenommenen Bauelemente zu umgreifen und mechanisch zu verschieben, damit sie die theoretische Sollposition einnehmen. Die Konstruktion einer solchen Zentriervorrichtung, die sehr präzise ausgebildet sein muss, ist demzufolge aufwendig und sehr teuer.
[0008] Dazu kommt, dass mit einem die Präzision der Zentriervorrichtung beeinträchtigenden Verschleiss gerechnet werden muss, und weiter, dass unter Umständen eine Beschädigung der Bauelemente erfolgen kann. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ist darin zu sehen, dass die bewegten Massen verhältnismässig gross sind; im Interesse einer geringen Taktzeit beim Aufbringen der Bauelemente auf die Leiterplatte müssen deshalb die Antriebsmittel für die Transportvorrichtung, die zwangsläufig die Zentriervorrichtung umfassen müssen, überdimensioniert werden.
[0009] Schliesslich ist ein Nachteil der bekannten Anordnung darin zu sehen, dass meistens eine Mehrzahl von verschieden grossen, als Zangen ausgebildeten Zentriervorrichtungen zur Verfügung stehen muss, die auswechselbar am Greiforgan befestigt werden können, um Bauelemente unterschiedlicher Grösse zu zentrieren. Neben dem unerwünscht hohen Zeitaufwand für das Auswechseln der Zentriervorrichtungen ist auch nachteilig, dass eine Anzahl von unterschiedlichen Zentriervorrichtungen vorrätig gehalten werden muss.
[0010] Es ist zunächst die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, welche diese Nachteile nicht mehr aufweist und insbesondere ermöglicht, Lei terplatten oder auch andere Werkstücke irgendeiner Art in rascher Folge und mit höchster Präzision mit aus einem Magazin entnommenen Bauteilen bzw. elektrischen Bauelementen zu bestücken. Es soll dabei auf die Verwendung einer komplizierten, mechanisch aufwendigen und daher teuren Zentriervorrichtung verzichtet werden.
[0011] In Bezug auf das Verfahren geht daher die Erfindung aus von einem Verfahren zur Positionierung von Bauteilen auf einem Werkstück, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definiert ist. Zur Lösung der erfindungsgemässen Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.
[0012] Beim Verfahren gemäss der Erfindung wird also darauf verzichtet, das aufgenommene Bauteil mit der theoretisch optimalen Lage in Übereinstimmung zu bringen, d.h. in eine gegenüber der Positionierachse des Bauteile-Transportorganes konzentrische Position zu verschieben. Vielmehr wird das Ausmass der Exzentrizität, mit der das Bauteil erfasst wurde, und gegebenenfalls auch das Mass dessen Verdrehung, gemessen und anschliessend der Bewegungsablauf der Bauteile-Transportvorrichtung und/oder die Position des Werkstückes so nachgeregelt, dass schliesslich das Bauteil an der theoretisch vorgegebenen Sollposition auf das Werkstück abgesetzt bzw. in dieses eingesetzt wird. Durch den Verzicht auf Zentriervorrichtungen kann die bewegte Masse der Bauteile-Transportvorrichtung wesentlich geringer gehalten werden. Die Nachregelung, sei es der Bewegungsbahn der Transportvorrichtung, sei es der Lage des Werkstückes, kann im Rahmen der ohnehin erforderlichen Steuereinrichtung der gesamten Anlage, z.B. durch zweckentsprechende Ergänzung des Steuerprogramms, erfolgen und erfordert somit keinen zusätzlichen apparativen Aufwand.
[0013] Ein zweckmässiges Vorgehen beim erfindungsgemässen Verfahren besteht darin, dass die Lageerfassung des Bauteiles ohne Ablegen desselben erfolgt. Das Bauteil kann dabei aus dem Magazin bzw. aus einem ausgewählten Magazin der Gruppe entnommen und im Verlauf seines Transportes zum Werkstück hin in eine Lageerfassungs-Einrichtung gebracht werden. Diese Lageerfassungs-Einrichtung erkennt das Mass der Abweichung des Bauteiles gegenüber der theoretischen, zentrierten Sollage und liefert an die Steuereinrichtung ein Korrektursignal, um die Bewegungsbahn der Transportvorrichtung und/oder die Position des Werkstückträgers zu beeinflussen bzw. nachzuregeln.
[0014] Im einfachsten Fall mag es genügen, wenn die Abweichung der Lage des Bauteiles von der theoretischen Sollage in einer einzigen, horizontal verlaufenden Richtung erfasst wird. Dies ist dann der Fall, wenn die im Magazin bzw. den Magazinen befindlichen Bauteile in der einen horizontalen Richtung sehr genau, in einer zweiten, senkrecht dazu verlaufenden Horizontalrichtung jedoch weniger genau positioniert sind. Im allgemeinen wird es jedoch erforderlich sein, die effektive Lage des Bauteiles nach dem Erfassen durch die Transportvorrichtung in zwei zueinander senkrecht stehenden, horizontalen Richtungen zu messen, nämlich in der X-Richtung und in der Y-Richtung. Dies geschieht in der Lageerfassungs-Einrichtung, deren konstruktiver Aufbau im folgen den noch eingehender erläutert werden wird.
[0015] Gegebenenfalls kann es auch erforderlich sein, neben der Erfassung der Lage des Bauteiles in X- und Y-Richtung eine allfällige Verdrehung des Bauteiles um die Positionierachse der Bauteile-Transportvorrichtung zu erkennen. Auch dies kann in der Lageerfassungs-Einrichtung geschehen, indem diese ein winkelabhängiges Fehlersignal liefert und eine Drehvorrichtung aktiviert, um das Bauteil in eine winkelgerechte Lage zu bringen.
[0016] Jedenfalls wird bzw. werden aus der Lageerfassungs-Einrichtung ein Korrektursignal oder mehrere Korrektursignale abgeleitet, die zur korrekten Positionierung des Bauteiles auf dem Werkstück Verwendung finden. Wahlweise ist es möglich, mittels dieses Korrektursignales bzw. dieser Korrektursignale entweder nur die Bewegungsbahn der Bauteile-Transportvorrichtung oder nur die Positionierung des Werkstückes zu beeinflussen, oder aber im Sinne einer Bewegungsoptimierung beide Beeinflussungen gleichzeitig vorzunehmen.
[0017] Schliesslich sei noch erwähnt, dass auf ähnliche Weise die Position des Bauteiles an der Transportvorrichtung bezüglich der Z-Richtung erfasst bzw. gemessen werden kann. Ein solcher Messwert, der ebenfalls von der Lageerfassungs-Einrichtung geliefert werden kann, bietet einen Anhaltspunkt, um das Bauteil bezüglich seiner Höhenlage optimal auf das Werkstück absetzen zu können. Es ist einne weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 8 definierten Art zu schaffen, welche zur Durchführung des vorerwähnten Verfahrens geeignet ist, welche die zitierten Nachteile nicht mehr aufweist und insbesondere ermöglicht, Werkstücke, z.B. Leiterplatten für elektronische Schaltungen, in rascher Folge mit höchster Präzision mit aus einem Magazin entnommenen Bauteilen zu bestücken. Es soll dabei auf die Verwendung einer komplizierten, mechanisch aufwendigen und daher teuren Zentriervorrichtung verzichtet werden. Ausserdem soll diese Vorrichtung für sämtliche vorkommenden Bauteile-Grössen geeignet sein und somit den Benutzer von der lästigen Notwendigkeit entheben, je nach verwendetem Bauteil gegebenenfalls eine Zentriervorrichtung auswechseln zu müssen. Schliesslich soll mit der vorgeschlagenen Vorrichtung vermieden werden, dass die Bauteile beschädigt werden könnten und weiter, dass bei zunehmendem Verschleiss eine Beeinträchtigung der Genauigkeit erfolgt.
[0018] Zur Lösung dieser weiteren Erfindungsaufgabe werden bei einer Vorrichtung der gattungsgemässen Art die aus dem kennzeichnenden Teil des Patentenspruches 8 ersichtlichen Massnahmen getroffen.
[0019] Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wird also ebenfalls von folgender Ueberlegung ausgegangen: Es wird darauf verzichtet, das vom Greiforgan aufgenommene Bauteil unter Verwendung einer Zentriervorrichtung mit der theoretisch optimalen Lage bezüglich der Zentrierachse durch das Greiforgan in Übereinstimmung, d.h. in eine gegenüber dieser Positionierachse konzentrische Position zu bringen. Vielmehr wird das Ausmass der Exzentrizität, mit der das Bauteil erfasst wurde, gemessen und anschliessend der Bewegungsablauf der Bauteile-Transportvorrichtung und/oder gegebenenfalls die Position des Werkstück-Trägers so nachgeregelt, dass das Bauteil schliesslich mit höchster Präzision an der theoretisch vorgegebenen Soll-Position auf dem Werkstück abgesetzt wird.
[0020] Wie schon erwähnt kann durch den Verzicht auf Zentriervorrichtungen die bewegte Masse der Bauteile-Transportvorrichtung wesentlich geringer gehalten werden; dies kann sich vorteilhaft in einer verminderten Taktzeit bei gleichbleibender Antriebsleistung für die Bauteile-Transportvorrichtung oder wahlweise in einer geringeren Dimensionierung der Antriebsvorrϊchtung bei gleichbleibender Taktzeit niederschlagen. Die Nachregelung, sei es der Bewegungsbahn der Bauteile-Transportvorrichtung, sei es der Lage des Werkstückes, kann im Rahmen der ohnehin erforderlichen Steuereinrichtung der gesamten Anlage, z.B. durch zweckentsprechende Änderung bzw. Ergänzung des Steuerprogrammes, erfolgen und erfordert somit keinen zusätzlichen apparativen Aufwand.
[0021] Nach dem erfindungsgemässen Vorschlag ist die Lageerfassungs-Einrichtung im Bereich des Verschiebeweges des Greiforgans der Bauteile-Transportvorrichtung angeordnet. Eine zweckmässige Lösung kann darin bestehen, dass diese Lageerfassungs-Einrichtung im wesentlichen konzentrisch über der Werkstück-Halteanordnung angeordnet ist. Dies ermöglicht, dass die Bauteile-Transportvorrichtung im Verlauf ihrer Verschiebebewegung über der Werkstück-Halteanordnung kurz angehalten wird, nämlich dann, wenn das vom Greiforgan erfasste Werkstück in den Bereich der Lageerfassungs-Einrichtung gelangt ist. Während dieser kurzen Anhaltephase wird die effektive Lage des Bauteiles relativ zur durch das Greiforgan verlaufenden Positionierachse erkannt, und es wird ein Korrektursignal gebildet, welches ein Mass für die Lageabweichung in horizontaler X- und Y-Richtung sowie gegebenenfalls bezüglich Verdrehung darstellt. Da die Lageerfassungs-Einrichtung mit einem Steuergerät verbunden ist, welches dieses Korrektursignal empfängt, kann entweder die Bewegungsbahn der Bauteile-Transportvorrichtung oder die Lage des Werkstückes durch Verschieben der Werkstück-Halteanordnung nachgeregelt werden, oder aber eine Korrektur kann durch beide Massnahmen gleichzeitig erfolgen.
[0022] Eine andere Möglichkeit kann darin bestehen, dass die Lageerfassungs-Einrichtung in zumindest annähernd konzentrischer Lage an der Bauteile-Transportvorrichtung, unterhalb des Greiforganes, angeordnet ist. Diese Lösung ermöglicht ein Erfassen der effektiven Position des Bauteiles am Greiforgan während der Bewegung der Transportvorrichtung, ohne diese anzuhalten; bezüglich der Auswertung der von der Lageerfassungs-Einrichtung gelieferten Korrektursignale gilt das vorstehend gesagte sinngemäss.
[0023] Für die Ausbildung der Lageerfassungs-Einrichtung bestehen verschiedene Möglichkeiten. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform kann diese ein rahmenartiges Gestell umfassen, durch welches das Greiforgan der Bauteile-Transportvorrichtung hindurchtreten kann, wobei, wie bereits erwähnt, unter Umständen ein kurzes Anhalten der Bauteile-Transportvorrichtung erfolgt, wenn sich das vom Greiforgan aufgenommene Bauteil innerhalb des rahmenartigen Gestelles befindet. Während des Durchtritts des Bauteiles durch die Lageerfassungs-Einrichtung bzw. während dieser Anhaltephase wird die effektive Lage des Bauteiles relativ zur theoretischen Positionierachse erkannt und ein Korrektursignal bzw. mehrere Korrektursignale gebildet.
[0024] Die Lageabtastung des Bauteiles kann durch Berührung oder berührungslos erfolgen. Im ersteren Fall können an den vier Seiten des vorzugsweise rechteckigen bzw. quadratischen Rahmens der Lageerfassungs-Einrichtung längsverschiebbare Nadeln vorgesehen sein, die bis zum Auftreffen auf die jeweilige Seite des Bauteiles ausgefahren werden. Das Mass der Verschiebung jeder einzelnen Nadel bildet nach entsprechender logischer Verknüpfung ein Korrektursignal, aus dem sich die Abweichung der Lage des Bauteiles von der theoretischen Soll-Lage in horizontaler X- und Y-Richtung ableiten lässt.
[0025] Im zweiten Fall kann eine berührungslose Abtastung z.B. mit Hilfe eines Laserstrahles bzw. mehrerer Laserstrahlen erfolgen. Auch hier bestehen mehrere Möglichkeiten, die in den abhängigen Ansprüchen im einzelnen definiert sind und in der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele noch im einzelnen erörtert werden. An dieser Stelle sei nur festgehalten, dass die berührungslose Abtastung der Lage eines Bauteiles nicht nur an sich prinzipielle Vorteile bietet (wie z.B. das Fehlen jeglicher Abnutzungserscheinungen), sondern dass dadurch auch die Erfassung einer Verschwenkung des Bauteiles um die Positionierachse durch das Greiforgan, zusätzlich zur Erfassung einer Fehlpositionierung in horizontaler X- und Y-Richtung, möglich ist. Ferner ist dabei auch ein Erkennen der Höhenlage des Bauteiles möglich.
[0026] Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung, unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, näher erläutert, anhand welcher auch das erfindungsgemässe Verim Detail erklärt werden wird. Im einzelnen zeigen:
[0027] Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Positionierung von Bauteilen in einer Seitenansicht,
[0028] Fig. 2 eine Ansicht der Werkstück-Halteanordnung und der Bauteile-Magazingruppe der Anordnung gemäss Fig. 1 von oben,
[0029] Fig. 3 - 5 schematische Darstellungen der Lage eines Bauteiles innerhalb der Lageerfassungs-Einrichtung,
[0030] Fig. 6 eine scheraatische Aufsicht auf eine Lageerfassungs-Einrichtung mit mechanischer, berührender Abtastung,
[0031] Fig. 7 eine schematische Aufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Lageerfassungs-Einrichtung mit berührungsloser Abtastung,
[0032] Fig. 8 eine schematische Aufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer Lageerfassungs-Einrichtung mit berührungsloser Abtastung,
[0033] Fig. 9 dieselbe Ansicht wie Fig. 8, jedoch mit verdrehtem Bauteil,
[0034] Fig. 10 eine schematische Aufsicht auf eine dritte Ausführungsform einer Lageerfassungs-Einrichtung mit berührungsloser Abtastung, und
[0035] Fig. 11 dieselbe Ansicht wie Fig. 10, jedoch mit verdrehtem Bauteil.
[0036] Die Einrichtung gemäss Fig. 1 urafasst eine Konsole 1, auf welcher eine Werkstück-Halteanordnung in Form eines Arbeitstisches 2 angebracht ist. Nicht näher dargestellte Antriebsorgane, die unter der Wirkung einer ebenfalls nicht dargestellten Steuereinrichtung stehen, erlauben es, den Arbeitstisch 2 horizontal in Richtung der Pfeile X wie auch in Richtung der Pfeile Y (Figur 2) zu verschieben, d.h. in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen in einer Horizontalebene. Auf dem Arbeitstisch 2 ist ein Werkstück 3, z.B. in Form eines mit Leiterbahnen versehenen Keramiksubstrates, zur Herstellung einer elektronischen Schaltung angeordnet. Positionier- bzw.- Halteorgane 4 dienen dazu, das Werkstück 3 gegenüber dem Arbeitstisch 2 in einer vorbestimmten Lage zu fixieren.
[0037] Eine weitere Konsole 5, die benachbart zur Konsole 1 angeordnet ist, trägt eine Anzahl von Baueleraentemagazinen 6; diese umfassen einen Vorratsteil 7, aus welchem ein Band 8 herausragt, das mit einer Mehrzahl von z.B. aufgeklebten Bauelementen 9a, 9b usw. versehen ist. Selbstverständlich können die Bauelementeraagazine 7 auch anders ausgebildet sein, und es sind eine Reihe von Betätigungsorganen für diese Magazine erforderlich; auf diese Einzelheiten braucht im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht näher eingegangen zu werden, da sie im Ermessensbereich des mit der Materie vertrauten Fachmannes liegen.
[0038] Oberhalb der beiden Konsolen 1 und 5 ist eine Führung 10 angeordnet, die eine Bauteile-Transportvorrichtung 11 aufnimmt. Diese umfasst einen schlittenartigen Teil 12, der entlang der Führung 10 in Richtung des Pfeiles A längsverschiebbar ist. Vorzugsweise kann die gesamte Führung 10 zusätzlich in einer senkrecht dazu verlaufenden, horizontalen Richtung entlang des Pfeiles B querverschiebbar sein. Die Transportvorrichtung 11 umfasst ein Bauteile-Aufnahmeorgan 13, welches mit einer Hohlnadel 14 bestückt ist, um die einzelnen Bauelemente 9a - 9b aus den Magazinen zu entnehmen. Das Innere der Hohlnadel 14 ist an eine (nicht dargestellte) Vakuumquelle angeschlossen; beim Auftreffen der Spitze der Nadel 14 auf das aufzunehmende Bauelement 9 wird das Vakuum an die Nadel 14 angelegt, so dass das Bauelement 9 an der Spitze der Nadel 14 haften bleibt. Zu diesem Zweck ist die gesamte Anordnung bzw. das Bauelement-Aufnahraeorgan 13 in Richtung des Pfeiles C höhenverstellbar. Das heisst, dass die Nadel 14 aus der in Figur 1 gezeigten Position auf ein ausgewähltes Bauelement 9 abgesenkt werden kann, um dieses durch Ansaugen festzuhalten.
[0039] Wie schon erwähnt, ist die Anordnung 11 entlang der Führung 10 in Richtung des Pfeiles A verschiebbar, nämlich in eine Position (gestrichelt dargestellt in Figur 1) oberhalb einer Lageerfassungs-Einrichtung 15. Letztere befindet sich zentral über dem Arbeitstisch 2 und besitzt im wesentlichen rahmenförmige Gestalt, so dass das Bauelement-Aufnahmeorgan 13 mit der das Bauelement 9 tragenden Nadel 14 durch diese hindurchtreten kann.
[0040] Auf nähere Einzelheiten bezüglich der Lageerfassungs-Einrichtung 15 wird im folgenden noch ausführlich eingegangen werden. Jedenfalls ist die Lageerfassungs-Einrichtung im Stande, die effektive Position eines Bauelementes 9 relativ zu einer durch das Zentrum der Nadel 14 verlaufenden, vertikalen Positionierachse zu erkennen und daraus ein Korrektursignal bzw. Korrektursignale abzuleiten.
[0041] In den Fig. 3 - 5 sind schematisch verschiedene Lagen eines Bauelementes 9 in Bezug auf die Positionierachse P innerhalb der rahmenförmigen Lageerfassungs-Einrichtung 15 dargestellt. Während das Bauelement 9 gemäss Fig. 3 die theoretisch korrekte Sollposition in X- und Y-Richtung einnimmt und auch nicht relativ zum Rahmen der Einrichtung 15 verdreht ist, befindet sich das Bauelement gemäss Fig. 4 und 5 in verdrehter bzw. dezentrierter Lage. Die Lageerfassungs-Einrichtung 15 ist im Stande, im Fall der Situation gemäss Figur 4 den Drehwinkel des Bauelementes 9 zu erkennen, daraus ein Korrektursignal abzuleiten und die Nadel 14 bzw. das Bauteiletragorgan 13 zu einer Drehung zu veranlassen, bis das Bauelement 9 die in Figur 3 gezeigte Lage einnimmt. Andererseits wird durch die Einrichtung 15 eine laterale Verschiebung in horizontaler Richtung, in der Situation gemäss Figur 5 um den Betrag x in X-Richtung und um den Betrag y in Y-Richtung, erkannt. Daraus werden ebenfalls Korrektursignale abgeleitet, die entweder die Bewegungsbahn der Anordnung 11 in Richtung der Pfeile A und B oder die Verschiebung des Arbeitstisches 2 in X- und Y-Richtung oder aber eine Kombination davon beeinflussen.
[0042] Der praktische Ablauf des Verfahrens ist wie folgt: Die Bauteile-Transportvorrichtung 11 befindet gemäss Figur 1 in einer Position oberhalb eines ausgewählten Magazins 6. Die Nadel 14 wird in Richtung des Pfeiles C abgesenkt, bis deren Spitze auf der Oberfläche des aufzunehmenden Bauelementes 9c auftrifft. Danach wird die Vakuumquelle angelegt und die Nadel 14 zurückgezogen, so dass das Bauelement 9c an der Spitze der Nadel 14 haften bleibt. Im Normalfall wird ein so aufgenommenes Bauelement 9c nicht genau zentrisch an der Spitze der Nadel 14 haften, sondern in X- und Y-Richtung versetzt sein. Ferner ist es auch möglich, das das Bauteil verdreht ist.
[0043] Nun bewegt sich die Transportvorrichtung 11 in die in Figur 1 gestrichelt gezeigte Lage über dem Arbeitstisch 2 und die Nadel 14 wird soweit abgesenkt, dass sich das Bauelement 9c innerhalb der rahmenförmigen Lageerfassungs-Einrichtung 15 befindet. Dort wird die Exzentrizität der Lage des Bauelementes 9c gegenüber der theoretischen Positionierachse im Zentrum der Nadel 14 erfasst; ein daraus resultierendes Korrektursignal bewirkt nun entweder eine Lagekorrektur der Transportvorrichtung 11 in Richtung der Pfeile A und/oder B, eine Verschiebung des Arbeitstisches 2 in X- und/oder Y-Richtung oder eine Kombination beider Korrekturbewegungen. Nachdem dies geschehen ist, ist sichergestellt, dass sich das an der Spitze der Nadel 14 befindliche Bauelement 9c in korrekter Lage oberhalb des Werkstückes 3 befindet, so dass anschliessend die Nadel 14 abgesenkt werden kann, um das Bauelement 9c mit höchster Präzision auf das Werkstück 3 abzulegen.
[0044] Wie schon zuvor erwähnt, erkennt die Lageerfassungs-Einrichtung 15 eine Verdrehung des Bauelementes 9c gegenüber der theoretischen Sollage. Das daraus gewonnene Korrektursignal kann dazu benützt werden, die Nadel 14 zu verdrehen, bis die erwünschte, parallele Ausrichtung des Bauelementes 9c erreicht ist. Mit Hilfe der heute zur Verfügung stehenden Steuerorgane kann diese Auswertung und Korrektur so schnell erfolgen, dass kein nennenswert langer Aufenthalt des Bauelementes in der Lageerfassungs-Einrichtung 15 erforderlich ist.
[0045] Nachdem das Bauelement 9c auf dem Werkstück 3 abgelegt worden ist, wird das Vakuum innerhalb der Nadel 14 aufgehoben und diese zurückgezogen, währenddem sich die Transportvorrichtung 11 in die in Figur 1 gezeigte Ausgangslage oder in eine in Richtung des Pfeiles A etwas verschobene Lage über einem der Magazine 6 zu rückbewegt. Nun kann die Nadel 14 erneut abgesenkt werden, um ein weiteres Bauelement 9a - 9b aufzunehmen, und der vorstehend geschilderte Vorgang wiederholt sich von Neuem.
[0046] Nachstehend soll nun etwas näher auf verschiedene Ausführungsvarianten der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens eingegangen werden, dies insbesondere auch im Zusammenhang mit den Darstellungen gemäss Fig. 6 bis 11.
[0047] Das Bauelement gemäss Fig. 9 und 11 befindet sich in verdrehter bzw. dezentrierter Lage, während das Bauelement gemäss Fig. 6, 7, 8 und 10 lediglich in X- bzw. Y-Richtung verschoben ist. Die Lageerfassungs-Einrichtung 15 ist im Stande, im Fall der Situation gemäss Fig. 9 und 11 den Drehwinkel des Bauelementes 9 zu erkennen, daraus ein Korrektursignal abzuleiten und die Nadel 14 bzw. das Tragoran 13 zu einer Verdrehung zu veranlssen, bis das Werkstück 9 die in Fig. 6, 7, 8 und 10 gezeigte Lage parallel zu den Seitenkanten des Werkstückes 3 einnimmt. Andererseits wird durch die Einrichtung 15 eine laterale Verschiebung in horizontaler Richtung, in der Situation z.B. gemäss Figur 6 um den Betrag x in X-Richtung und um den Betrag y in Y-Richtung, erkannt. Daraus werden ebenfalls Korrektursignale abgeleitet, die entweder die Bewegungsbahn der Anordnung 11 in Richtung der Pfeile A und B oder die Verschiebung des Arbeitstisches 2 in X und Y-Richtung oder aber eine Kombination all dieser Bewegungen beeinflussen. auch möglich, dass das Bauelement zudem verdreht sein kann.
[0048] Verschiedene Ausführungsbeispiele der Lageerfassungs-Einrichtung 15 sind in den Fig. 6 bis 11 dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.
[0049] In der Figur 6 ist eine mechanische Lösung zu sehen, die mit einer berührenden Abtastung des zu positionierenden Bauelementes 20 arbeitet. Die Einrichtung 15 umfasst einen quadratischen Rahmen, der aus vier Seitenteilen 21a - 21d zusammengesetzt ist. Jedes der Rahmenteile 21a - 21d trägt eine Nadel 22a - 22d, die längsverschiebbar gelagert ist und unter Einfluss eines Antriebs- und Messorganes 23a - 23d steht. Mittels letzterem können die Nadeln 22a - 22d in Richtung der Pfeile U-1 - U-4 längsverschoben werden, d.h. quer zum Verlauf der Rahmenseiten 21a - 21d. Die Ausbildung der Antriebs- und Messorgane 23a - 23d ist bekannter Stand der Technik und braucht an dieser Stelle nicht näher erläutert zu werden. Jedenfalls stehen die Organe 23a -23d in Wirkungsverbindung mit dem zentralen Steuerorgan der gesamten Einrichtung, wobei die Funktion wie folgt ist:
[0050] In der Ausgangslage befinden sich die Nadeln 22a - 22d in einer mehr oder weniger zurückgezogenen Position, so dass ein von der Hohlnadel 14 getragenes Bauelement 20 in das Innere des Rahmens 21a - 21d eintauchen kann. Das Zentrum der Nadel 14, d.h. die theoretische Positionierachse, ist mit M bezeichnet. Nachdem das Bauelement 20 in die Lageerfassungs-Einrichtung 15 eingetaucht ist, werden die Nadeln 21a - 21 d unter Wirkung der Antriebs- und Messorgane 23a - 23d in Richtung des Bauelementes 20 bewegt, bis die Nadelspitzen auf den Seitenflächen des desselben aufliegen. Der Verschiebeweg der Nadeln 22a - 22d wird dabei von den An triebs- und Messorganen 23a - 23d erfasst; aus diesen Messwerten kann ein Korrektursignal bzw. können Korrektursignale gebildet werden, die ein Mass für die Abweichung des Zentrums N des Bauelementes 20 von der theoretischen Sollposition, nämlich der Achse M bilden. Mit diesem Korrektursignal wird der Antrieb der Bauelemente-Transportvorrichtung und/oder der Antrieb der Werkstück-Halteanordnung beeinflusst. Nachdem die Lage des Bauelementes 20 erkannt ist, werden die Nadeln 22a - 22d zurückgezogen und das Bauelement 20 kann auf das Werkstück 3 abgesenkt werden, wo es die theoretisch optimale Position mit grösstmöglichster Präzision einnimmt. Die in der Figur 3 dargestellte und vorstehend beschriebene Anordnung der Lageerfassungs-Einrichtung 15 ist insbesondere dann vorteilhaft anzuwenden, wenn die Beschaffenheit der Seitenflächen der Bauelemente 20 unregelraässig oder nicht im voraus bekannt ist. Andererseits ist ein Nachteil dieser Anordnung darin zu erblicken, dass eine Verschwenkung des Bauelementes 20 um die Achse M nicht erkannt werden kann. Es muss also vorausgesetzt werden, dass das Bauelement 20 in einer winkelgerechten Position aus dem Magazin entnommen worden ist und lediglich in X- und Y-Richtung gegenüber der Soll-Lage bezüglich der Achse M verschoben ist.
[0051] Ein zweites Ausführungsbeispiel der Lageerfassungs-Einrichtung 15 ist in der Figur 7 dargestellt. Es ist wiederum ein quadratischer Rahmen mit vier Rahmenseiten 21a - 21 d vorhanden, in welchen das mit dem Bauelement 20 versehene Greiforgan der Bauelement-Haltevorrichtung eintaucht. Die Anordnung gemäss Fig.4 umfasst zwei laserdioden 24a und 24b, die drehbar an einander gegenüberliegen genden Ecken des Rahmens angeordnet sind. Die Laserdioden senden einen scharf gebündelten Strahl aus, der von einem innerhalb des Rahmens befindlichen Bauteil reflektiert wird. Die zwei verbleibenden, ebenfalls gegenüberliegenden Ecken des Rahmens nehmen je eine Empfangsdiode 25a und 25b auf, die einen reflektierten Strahl zu empfangen bestimmt sind.
[0052] Aus der Fig.7 ist zu entnehmen, dass die Laserdiode 24b im Verlauf ihrer Rotation einmal einen Strahl aussenden wird, der zunächst von der Seitenfläche 20a des Bauelementes 20 so reflektiert wird, dass er auf die Empfangsdiode 25a fällt und von dieser registriert wird. Im Verlauf der weiteren Rotation der Laserdiode 24b tritt der Zustand ein, bei dem der Laserstrahl von der Seitenfläche 20d des Bauelementes reflektiert und von der Empfangsdiode 25b aufgenommen wird. Im Moment des Empfangs des einerseits von der Seitenfläche 20a und andererseits von der Seitenfläche 20d reflektiertern Laserstrahls nimmt die Laserdiode 24b jeweils eine ganz bestimmte Winkelstellung ein. Diese wird vom Steuergerät der Einrichtung erkannt und gespeichert. Entsprechendes gilt für die rotierende Laserdiode 24a: Sie wird im Verlauf ihrer Rotation eine Winkelstellung einnehmen, bei der der ausgehende Strahl von der Seitenfläche 20c so reflektiert wird, dass er von der Empfangsdiode 25b empfangen wird, und danach eine solche Winkelstellung, dass der Strahl von der Seitenfläche 20b des Bauelementes so reflektiert wird, dass er auf die Empfangsdiode 25a fällt. Auch diese beiden Winkelstellungen werden vom Steuergerät der Einrichtung registriert. Aus den im Steuergerät registrierten Winkelwerten lässt sich, nach bekannten mathematischen Gesetzen, ein Korrektursignal bzw. mehrere Korrektursignale ableiten, das bzw. die ein Mass für die Abweichung der Lage des Bauelementes 20 von der theoretisch idealen Soll-Lage ist bzw. sind. Die vorstehend geschilderten Überlegungen gehen dabei davon aus, dass das Bauelement 20 gegenüber den Rahmenseiten 21a - 21 d eine winkelgerechte Lage einnimmt; dies ist in Fig. 7 mit ausgezogenen Linien dargestellt. Es kann aber auch der Fall eintreten, dass das Bauelement 20 eine um die Achse M verdrehte Position einnimmt. Diese Position, wie auch die Reflexionsverhältnisse der Laserstrahlen, sind in einem solchen Fall in Fig. 7 gestrichelt dargestellt. Es leuchtet ein, dass somit die Verdrehwinkel der Laserdioden 24a und 24b im Moment, wo deren Strahlen von den Empfangsdioden 25a und 25b erfasst werden, gegenüber der vorherigen Situation verschieden sind. Durch Auswertung der Winkelstellungen der beiden Laserdioden, bei denen eine Reflexion eintritt, und durch kontinuierliches Verdrehen des Bauelementes 20, gegebenenfalls in beiden Richtungen nacheinander, lässt sich nach ebenfalls bekannten mathematischen Gesetzen diejenige Position des Bauelementes bestimmen, in der es eine genau parallele Lage zu den Seiten 21a - 21 d des Rahmens einnimmt.
[0053] In den Figuren 8 und 9 ist ein weiteres Ausführunsbeispiel der Lageerfassungs-Einrichtung 15 dargestellt, das ebenfalls mit berührungsloser Abtastung des Bauelementes 20 arbeitet. Die eine Rahmenseite 21c ist dabei mit einer Reihe von Strahlen aussendenden Elementen 26, z.B. mit Laserdioden ausgestattet. Deren Strahl ist scharf gebündelt und verläuft parallel zu den Rahmen seiten 21b und 21d. Auf der der Rahmenseite 21c gegenüberliegenden Rahmenseite 21a ist eine entsprechend angeordnete Reihe von Empfangseleraenten 27, z.B. von lichtempfindlichen Dioden oder ähnlichen Halbleitern vorgesehen, in der Weise, dass jede der Laserdioden 26 einen Strahl auf eine zugeordnete Empfangsdiode 27 richtet.
[0054] Bei der Situation gemäss Figur 8 ist das Bauelement 20 gegenüber der Zentrierachse M in X-Richtung nach rechts und in Y-Richtung nach unten verschoben, nimmt jedoch eine winkelgerechte, d.h. zu den Seiten 21 des Rahmens parallele Lage ein. Demzufolge empfangen eine Anzahl von linksseitigen Dioden 27 sowie eine Anzahl von rechtseitigen Dioden 27 die von den Laserdioden 26 ausgesandten Strahlen, währenddem die mittig gelegenen Empfangsdioden 27 keinen Strahl empfangen können, da sie im Schatten des Bauelementes 20 liegen. Das Verhältnis zwischen der Anzahl der linksseitigen und der rechtseitigen Empfangsdioden 27, die einen Strahl empfangen, bildet somit ein Mass für die Exzentrizität der Lage des Bauelementes 20 in X-Richtung. Zur Erfassung der Exzentrizität in Y-Richtung wird das Bauelement 20 um exakt 90 grad verdreht; in entsprechender Weise kann ein Mass für die Lageabweichung gewonnen werden. Diese beiden Messwerte werden im Steuergerät der Einrichtung verarbeitet, so dass ein bzw. mehrere Korrektursignale resultieren, die die Bewegung der Bauelemente-Transportvorrichtung und/oder der Werkstück-Haltevorrichtung beeinflussen.
[0055] Falls die Situation der Figur 9 vorliegt, d.h. falls das Bauelement 20 gegenüber der Achse M verdreht ist, empfängt nur eine geringere Anzahl der rechtseitig sowie der linksseitig gelegenen Empfangsdioden 27 einen von den Laserdioden 26 ausgehenden Strahl. Somit wird das Bauelement 20 solange um die Achse M verdreht, bis die Anzahl der einen Strahl empfangenden Dioden 27 maximal ist. Dadurch ist sichergestllt, dass das Bauelement 20 relativ zu den Rahmenseiten 21 eine parallele Lage einnimmt.
[0056] Eine weitere Ausführungsmöglichkeit, die ebenfalls berührungslos arbeitet und die im wesentlichen eine Kombination der Ausführungen gemäss Figur 7 einerseits und gemäss Figuren 8 und 9 andererseits darstellt, ist in den Figuren 10 und 11 zu sehen. Die Lageerfassungs-Einrichtung 15 umfasst wiederum einen Rahmen mit den Seiten 21a - 21d, wobei die eine Seite 21a ähnlich wie bei der Ausführung gemäs Figuren 8 und 9 mit einer Reihe von Empfangsdioden 31 versehen ist. Die gegenüberliegende Seite 21c umfasst eine fest angebrachte Lichtquelle 30 in Form einer doppelten Laserdiode, deren Hälften 30a und 30b einen eng gebündelten Strahl in zwei diametral gegenüberliegende Richtungen aussenden. Die Strahlen verlaufen im wesentlichen parallel zur Rahmenseite 21c. Im Bereich der zur Rahmenseite 21c benachbart liegenden Ecken sind Reflexionselemente 28a und 28b, z.B. in Form von Spiegeln angebracht, die um eine Achse 29a bzw. 29b rotierbar sind. Die von den Hälften 30a und 30b der Laserdiode 30 ausgehenden Strahlen treffen auf die Spiegel 28a und 28b auf und werden gegen das Innere der Lageerfassungs-Einrichtung 15 reflektiert, wo sich das Bauelement 20 befindet.
[0057] Je nach Lage des Bauelementes 20, sei es in X- und Y-Richtung, sei es bezüglich einer Verdrehung um die Achse M, wie es in der Figur 11 zu sehen ist, werden mehr oder weniger der Empfangsdioden 31 von den durch die Laserdioden 30a und 30b ausgesandten und von den rotierenden Spiegeln 28a und 28b reflektierten Lichtstrahlen beaufschlagt. Das zweckmässigste Vorgehen wird wieder wie folgt sein: Das Bauelement 20, das sich in einer Lage gemäss Figur 11 befinden mag, wird solange um die Achse M verschwenkt, bis dessen winkelgerechte Lage erkannt ist. Danach wird aus der Anzahl der linksseitig und der rechtseitig vom Lichtstrahl beaufschlagten Empfangsdioden innerhalb der Diodenzeile 31 auf eine allfällige Verschiebung in X-Richtung geschlossen und daraus ein X-Korrektursignal abgeleitet. Nun wird das Bauelement 20 um exakt 90 grad gedreht, eine allfällige Y-Abweichung wird erfasst und daraus ein Y-Korrektursignal gewonnen. Diese Korrektursignale werden, wie schon zuvor erwähnt, vom zentralen Steuergerät in dem Sinne verarbeitet, dass dadurch eine Nachregelung der Bewegung der Bauteile-Transportvorrichtung und/oder der Werkstück-Halteanordnung resultiert.
[0058] Es versteht sich von selbst, dass die beispielsweise beschriebenen Vorrichtungen und Anordnungen im Rahmen der Erfindung zahlreichen Modifikationen unterworfen sein können; sinngemäss gilt das gleiche für das Verfahren. Des weiteren ist es denkbar, die erfindungsgemässe Einrichtung nicht nur zur Positionierung von Bauelementen auf einem Leiterträger für elektronische Schaltungen zu verwenden, sondern bei jeglichem anderen Arbeitsvorgang, der die genaue Positionierung eines Bauteiles an einer vorgegebenen
[0059] Position auf bzw. in einem Werkstück erfordert.

权利要求:
Claims P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zur Positionierung von Bauteilen auf einem Werkstück, bei welchem ein Bauteil aus einem Magazin bzw. aus einem ausgewählten Magazin einer Magazingruppe entnommen, dessen Lage abgetastet, unter Berücksichtigung der ermittelten Lage mit Hilfe eines Bauteile-Transportorgans in den Bereich des Werkstückes transportiert und in einer vorgegebenen Position auf das Werkstück aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück und/oder das Bauteil-Transportorgan während bzw., im Falle des Bauteile-Transportorganes nur nach dem Entnehmen des Bauteiles in eine relative Sollposition bewegt wird bzw. werden, in der eine Positionierachse des Bauteil-Transportorganes mit der Sollposition des Bauteiles auf dem Werkstück übereinstimmt, dass anschliessend während des Transports des Bauteiles zum Werkstück hin die Ist-Lage des Bauteiles gegenüber dieser Positionierachse gemessen und eine allfällige Abweichung gegenüber der Soll-Lage ermittelt wird, und dass schliesslich die Position des Werkstükkes und/oder der Verschiebeweg des Bauteil-Transportorganes in Abhängigkeit von der ermittelten Abweichung korrigiert wird, bevor das Bauteil auf das Werkstück aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageerfassung des Bauteiles ohne Ablegen desselben erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierachse in vertikaler Richtung verläuft und eine Lageabweichung des Bauteiles gegenüber der Positionierachse in mindestens einer horizontal verlaufenden Richtung gemessen bzw. ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lageabweichung des Bauteiles gegenüber der Positionierachse in zwei senkrecht zueinander verlaufenden, horizontalen Richtungen gemessen bzw. ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lageabweichung des Bauteiles in Bezug auf eine Verdrehung gegenüber der Positionierachse gemessen bzw. ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Lageabweichungs-Messung ein Korrektursignal abgeleitet wird, welches die Bewegungsbahn des Werkstück-Transportorganes beeinflusst.
7. Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 5 oder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Lageabweichungs-Messung ein Korrektursignal abgeleitet wird, welches die Positionierung des Werkstückes beeinflusst.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, welche Vorrichtung zumindest ein Bauteile-Magazin bzw. eine Bauteile-Magazingruppe, zu mindest eine Bauteile-Transportvorrichtung mit einem Greiforgan zur Aufnahme eines Bauteiles sowie zumindest eine Werkstück-Halteanordnung zur Aufnahme mindestens eines Werkstückes umfasst, wobei die Bauteile-Transportvorrichtung zwischen dem Bauteile-Magazin bzw. der Bauteile-Magazingruppe und der Werkstück-Halteanordnung verschiebbar gelagert ist und wobei eine Lageerkennungs-Einrichtung zur Abtastung der momentanen Lage des zu transportierenden Bauteiles vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageerfassungs-Einrichtung (15) im Bewegungspfad eines vom Greiforgan (13, 14) der Bauteile-Transportvorrichtung (10, 11) getragenen Bauteiles (9, 20) angeordnet ist und die relative Lageabweichung dieses Bauteiles (9, 20) gegenüber einer auf eine Positionierachse durch das Greiforgan bezogenen Soll-Position misst, und dass ein mit der Lageerfassungs-Einrichtung (15) und zumindest mit dem Antrieb der Bauteile-Transportvorrichtung (10, 11) verbundenes Steuergerät vorgesehen ist, welches den genannten Antrieb unter Berücksichtigung des Lageabweichungs-Messwertes beeinflusst.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageerfassungs-Einrichtung (15) in zumindest annähernd konzentrischer Lage im Abstand oberhalb der Werkstück-Halteanordnung (1, 2, 4) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageerfassungs-Einrichtung (15) in zumindest annähernd konzentrischer Lage an der Bauteile-Transportvorrichtung (11), unterhalb des Greiforganes (13, 14), angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageerfassungs-Einrichtung (15) einen Rahmen (21a - 21d) aufweist, durch welchen das mit dem Bauteil (20) versehene Greiforgan (13, 14) der Bauteile-Transportvorrichtung hindurchbewegbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (21a - 21d) rechteckige bzw. quadratische Gestalt besitzt und entlang mindestens einer Rahmenseite (21a bzw. 21b bzw. 21c bzw. 21d) mit Lageerfassungs-Organen (22a-22d; 23a-23d bzw. 24a, b; 25a,b bzw. 26; 27 bzw. 30; 31 ) versehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne der Rahmenseiten (21a -21d) mit einer längsverschiebbaren, sich im wesentlichen senkrecht zur Rahmenseite erstreckenden, zumindest annähernd in der Mitte der Rahmenseite angeordneten Lageerfassungs-Nadel 22a -22d) versehen sind, die unter Einfluss eines Antriebs- und Messorganes (23a - 23d) stehen, welches die Nadel gegen die Mitte des Rahmens zu verschieben bestimmt ist und welche das Mass der Verschiebung der Nadel misst.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs- und Messorgane (23a - 23d) mit dem Steuergerät der Einrichtung in Wirkungsverbindung stehen.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zweier gegenüberliegender Ecken des Rahmens je ein zu einer zumindest um 90 grad verschwenkbaren Bewegung antreibbares, einen durch das Bauteil (20) reflektierbaren Strahl aussendendes Element (24a, 24b) und im Bereich der beiden anderen, gegenüberliegenden Ecken des Rahmens je ein den genannten Strahl empfangendes Element (25a, 25b) vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die die Strahlen aussendenden Elemente (24a, 24b) um 360 grad rotierbar sind.
17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die die Strahlen aussendenden Elemente (24a, 24b) sowie die die Strahlen empfangenden Elemente (25a, 25b) an das Steuergerät der Einrichtung angeschlossen sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die die Strahlen aussendenden Elemente (24a, 24b) Laserdioden und die die Strahlen empfangenden Elemente (25a, 25b) lichtempfliche Halbleiterelemente sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest entlang einer Rahmenseite (21c) eine Reihe von nebeneinander angeordneten, Strahlen aussendenden Elementen (26) und zumindest entlang einer gegenüber dieser Rahmenseite liegenden Rahmenseite (21a) eine Reihe von nebeneinander angeordneten, die genannten Strahlen empfangenden Elementen (27) vorgesehen sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die die Strahlen aussendenden Elemente (26) Laserdioden und die die Strahlen empfangenden Elemente (27) lichtempflindliche Halbleiterelemente sind, wobei jeder Laserdiode ein lichtempfindliches Halbleiterelement zugeordnet ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass entlang mindestens einer Rahmenseite (21a) eine Reihe von nebeneinander angeordneten, lichtempflichen Empfangselementen (31) vorgesehen ist, und dass in der Mitte der gegenüberliegenden Rahmenseite (21c) ein nach zwei diametral gegenüberliegenden Seiten Strahlen aussendendes Element (30) sowie im Bereich der Enden dieser Rahmenseite (21c) zwei zu einer rotierenden Bewegung antreibbare Reflexionselemente (28a, 28b) angeordnet ist bzw. sind.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte, Strahlen aussendende Element (30) eine Doppel-Laserdiode ist, welche je einen Laserstrahl in einer im wesentlichen parallel zu dieser Rahmenseite (21c) verlaufenden Richtung zu den beiden als Spiegel (28a, 28b) ausgebildeten Reflexionselementen aussendet.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindlichen Empfangselemente (31) durch Halbleiterelemente gebildet sind.
24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die die Strahlen aussendenden Elemente (24a,b bzw. 26 bzw. 30) sowie die die Strahlen empfangenden Elemente (25a,b bzw. 27 bzw. 31) mit dem Steuergerät der Einrichtung in Wirkungsverbindung stehen.

类似技术:

公开号 | 公开日 | 专利标题

KR0185693B1|1999-05-15|고정밀 부품 얼라이먼트 센서 시스템

CA1102927A|1981-06-09|Automated hybrid circuit board assembly apparatus

EP0660657B1|1998-08-26|Verfahren und Montagevorrichtung zum Montieren eines Bauelementes auf eine spezifische Position

JP3159266B2|2001-04-23|作業装置

US3958740A|1976-05-25|Automatic component assembly machine and method relating thereto

US5377405A|1995-01-03|Method for mounting components and an apparatus therefor

AT510409B1|2012-04-15|Fertigungseinrichtung mit mitteln zur werkzeug-positionserfassung sowie verfahren zu deren betrieb

JP6426808B2|2018-11-21|ディスペンサーの供給ユニットを自動的に調整する装置

US6056190A|2000-05-02|Solder ball placement apparatus

EP1154227B1|2003-09-24|Verfahren und Vorrichtung zur Kantendetektion

KR101560322B1|2015-10-15|기판 상에 물질을 분배하는 방법 및 장치

US7181089B2|2007-02-20|Method and apparatus for searching for fiducial marks, and method of detecting positions of the fiducial marks

US7299539B2|2007-11-27|Apparatus for mounting components on substrate

US5384956A|1995-01-31|Method for mounting components

US4907931A|1990-03-13|Apparatus for handling semiconductor wafers

US4024944A|1977-05-24|Semiconductor slice prealignment system

US20010010498A1|2001-08-02|Method and device for mounting electronic component

EP0289421A2|1988-11-02|Methode zum kontaktlosen Abtasten und Kontrollieren des Abstandes zwischen einer Material absetzenden Spitze und jeder ausgewählten Absatzstelle auf dem Substrat

EP0071303B1|1985-11-13|Verfahren und Vorrichtung zur Positionierung von elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen auf einem Träger

US4979290A|1990-12-25|Method for soldering electronic component

KR20060116817A|2006-11-15|개선된 부품 배치 탐지기를 구비한 픽업 배치장치

US7159305B2|2007-01-09|Electronic component mounting apparatus

US5547537A|1996-08-20|Ceramic carrier transport for die attach equipment

US20020138977A1|2002-10-03|Mounting apparatus of electronic parts and mounting methods of the same

US5086556A|1992-02-11|Electronic component mounting apparatus

同族专利:

公开号 | 公开日

SG3289G|1989-07-14|

EP0144717B1|1988-10-19|

US4615093A|1986-10-07|

EP0144717A3|1986-11-26|

EP0144717A2|1985-06-19|

引用文献:

公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

US3475805A|1967-06-26|1969-11-04|Ibm|Apparatus for positioning articles on substrates|

US4116348A|1976-07-19|1978-09-26|Deval Industries, Inc.|Component locating apparatus|

US4135630A|1977-12-08|1979-01-23|Universal Instruments Corporation|Centering device for automatic placement of chip components in hybrid circuits|

EP0062335A2|1981-04-03|1982-10-13|Hitachi, Ltd.|Automatisches Montagesystem|EP0464450A1|1990-07-06|1992-01-08|International Business Machines Corporation|System und Methode zur Untersuchung und Ausrichtung von Halbleiterchips und Leitungsrahmen|

US5216804A|1991-05-21|1993-06-08|U.S. Philips Corp.|Method and device for placing a component on a printed circuit board|

EP0715493A2|1992-08-07|1996-06-05|Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha|Verfahren zum Montieren von Chip-Bauteilen und Gerät dafür|

EP0833555A2|1993-12-27|1998-04-01|Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha|Verfahren und Montagevorrichtung zum Montieren eines Bauelements auf eine spezifische Position|

US5908282A|1992-08-07|1999-06-01|Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha|Method for mounting components and apparatus therefor|

US6079098A|1998-09-08|2000-06-27|Siemens Aktiengesellschaft|Method and apparatus for processing substrates|

WO2007058693A1|2005-11-18|2007-05-24|Delta Design, Inc.|Method of automatically carrying ic-chips, on a planar array of vacuum nozzles, to a variable target in a chip tester|US3337941A|1965-05-27|1967-08-29|Ibm|Recycle control circuit for a chip positioning machine|

US3487226A|1967-10-10|1969-12-30|Remington Arms Co Inc|Method and apparatus for determining the coordinate of a projectile by measuring the time interval between the interception of successive light screens|

US3624401A|1969-10-06|1971-11-30|Us Navy|Ultraviolet target hit scoring system|

US3622396A|1970-02-19|1971-11-23|Esb Inc|Method for detecting mispositioned parts|

DE2236309B2|1971-07-26|1977-04-21||Montagevorrichtung zur automatischen bestueckung einer schaltungsplatte o.dgl. mit verschiedenen bauelementen|

NL7211841A|1972-08-31|1974-03-04|||

GB1534167A|1975-08-20|1978-11-29|Bendix Corp|Method and apparatus for transferring parts|

IT1047161B|1975-09-03|1980-09-10|Olivetti & Co Spa|Centro di lavorazione per automazione programmabile con dispositivo tattile autoadattivo|

US4144449A|1977-07-08|1979-03-13|Sperry Rand Corporation|Position detection apparatus|

US4151945A|1977-12-08|1979-05-01|Universal Instruments Corporation|Automated hybrid circuit board assembly apparatus|

CA1109539A|1978-04-05|1981-09-22|Her Majesty The Queen, In Right Of Canada, As Represented By The Ministe R Of Communications|Touch sensitive computer input device|

EP0020879A1|1979-06-06|1981-01-07|Erwin Sick GmbH Optik-Elektronik|Opto-elektronischer Abstandsmesser|

DE3240596A1|1982-11-03|1984-05-03|Siemens Ag|Optisches sensorsystem zur teilelagebestimmung|US5267143A|1984-10-12|1993-11-30|Sensor Adaptive Machines, Incorporated|Vision assisted fixture construction|

DE3688957T2|1985-01-21|1994-01-20|Fuji Machine Mfg|Verfahren und vorrichtung zum erfassen der halterungsstellung eines elektrischen gerätes und montierungsvorrichtung eines elektronischen gerätes.|

US4817017A|1985-04-08|1989-03-28|Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha|Industrial robot|

US4723356A|1985-09-24|1988-02-09|Mazda Motor Corporation|Weighty object mounting systems|

US4803639A|1986-02-25|1989-02-07|General Electric Company|X-ray inspection system|

US4670981A|1986-03-17|1987-06-09|Nitto Kogyo Kabushiki Kaisha|Method of mounting electronic parts on the predetermined positions of a printed circuit board|

JPH0238332B2|1986-04-05|1990-08-30|Mazda Motor||

US5090113A|1989-04-05|1992-02-25|Canon Kabushiki Kaisha|Apparatus for supplying articles|

US5289625A|1989-04-05|1994-03-01|Canon Kabushiki Kaisha|Method for supplying articles and apparatus therefor|

US5278634A|1991-02-22|1994-01-11|Cyberoptics Corporation|High precision component alignment sensor system|

US5309223A|1991-06-25|1994-05-03|Cyberoptics Corporation|Laser-based semiconductor lead measurement system|

US5331406A|1991-06-25|1994-07-19|Cyberoptics Corporation|Multi-beam laser sensor for semiconductor lead measurements|

DE4209524A1|1992-03-24|1993-09-30|Siemens Ag|Verfahren zur Lageerkennung und/oder Teilungsprüfung und/oder Koplanaritätsprüfung der Anschlüsse von Bauelementen und Bestückkopf für die automatische Bestückung von Bauelementen|

EP0578136B1|1992-07-01|1995-11-22|Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha|Verfahren zum Montieren von Komponenten und Vorrichtung dafür|

DE69300853T3|1992-07-01|1999-05-12|Yamaha Motor Co Ltd|Verfahren zum Montieren von Bauteilen und Vorrichtung dafür.|

DE4326275C2|1993-08-05|1997-10-09|Erowa Ag|Verfahren zum Positionieren eines Werkstückträgers in einer Bearbeitungsmaschine sowie Werkstückträger zur Durchführung des Verfahrens|

JP3086578B2|1993-12-27|2000-09-11|ヤマハ発動機株式会社|部品装着装置|

JP3090567B2|1993-12-29|2000-09-25|ヤマハ発動機株式会社|実装機における部品認識方法および同装置|

JP3842287B2|1994-08-11|2006-11-08|サイバーオプティックス・コーポレーション|高精度半導体部品位置合せシステム|

US6118538A|1995-01-13|2000-09-12|Cyberoptics Corporation|Method and apparatus for electronic component lead measurement using light based sensors on a component placement machine|

US6400459B1|1995-02-24|2002-06-04|Cyberoptics Corp.|Methods and apparatus for using optical sensors in component replacement heads|

JP3296968B2|1996-04-26|2002-07-02|ヤマハ発動機株式会社|基準位置決定方法|

US5796615A|1996-05-08|1998-08-18|Hirotec Corporation|Correcting method of automobile's door frame and means thereof|

US5768759A|1996-11-19|1998-06-23|Zevatech, Inc.|Method and apparatus for reflective in-flight component registration|

US6077022A|1997-02-18|2000-06-20|Zevatech Trading Ag|Placement machine and a method to control a placement machine|

US6157870A|1997-02-18|2000-12-05|Zevatech Trading Ag|Apparatus supplying components to a placement machine with splice sensor|

US6230393B1|1997-07-07|2001-05-15|Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.|Method and device for mounting electronic component|

EP0901155B1|1997-09-05|2004-08-18|ESEC Trading SA|Halbleiter-Montageeinrichtung zum Auftragen von Klebstoff auf einem Substrat|

DE59711263D1|1997-10-30|2004-03-04|Esec Trading Sa|Verfahren und Einrichtung für die Justierung des Bondkopfs einer Maschine für das Bonden von Halbleiterchips auf ein Trägermaterial|

DE59813989D1|1997-12-07|2007-06-14|Oerlikon Assembly Equipment Ag|Halbleiter-Montageeinrichtung mit einem hin und her geführten Chipgreifer|

US6031242A|1998-01-23|2000-02-29|Zevatech, Inc.|Semiconductor die in-flight registration and orientation method and apparatus|

SG71189A1|1998-01-26|2000-03-21|Esec Sa|Ultrasonic transducer with a flange for mounting on an ultrasonic welding device in particular on a wire bonder|

US6538750B1|1998-05-22|2003-03-25|Cyberoptics Corporation|Rotary sensor system with a single detector|

US6292261B1|1998-05-22|2001-09-18|Cyberoptics Corporation|Rotary sensor system with at least two detectors|

US6639239B2|1998-10-30|2003-10-28|Cyberoptics Corporation|Angle rejection filter|

JP4620870B2|1998-11-03|2011-01-26|サイバーオプティクスコーポレーション|陰影像センサデータからの電子部品のトモグラフィー的再構成|

WO2000026640A1|1998-11-05|2000-05-11|Cyberoptics Corporation|Electronics assembly apparatus with improved imaging system|

US6538244B1|1999-11-03|2003-03-25|Cyberoptics Corporation|Pick and place machine with improved vision system including a linescan sensor|

EP1227711B9|1999-09-27|2008-08-13|Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.|Bauteilbestuckungsverfahren und -einrichtung|

US6535291B1|2000-06-07|2003-03-18|Cyberoptics Corporation|Calibration methods for placement machines incorporating on-head linescan sensing|

KR100746386B1|2000-07-03|2007-08-03|언액시스 인터내셔널 트레이딩 엘티디|반도체 칩을 플렉시블 기판에 장착하는 방법 및 장치|

KR100779771B1|2000-09-13|2007-11-27|언액시스 인터내셔널 트레이딩 엘티디|반도체 칩을 장착하는 장치|

US6504162B1|2000-09-15|2003-01-07|Nikon Corporation|Stage device, control system, and method for stabilizing wafer stage and wafer table|

US6909515B2|2001-01-22|2005-06-21|Cyberoptics Corporation|Multiple source alignment sensor with improved optics|

US6762847B2|2001-01-22|2004-07-13|Cyberoptics Corporation|Laser align sensor with sequencing light sources|

US20030048448A1|2001-03-19|2003-03-13|Fleming Timothy J.|Automated apparatus for testing optical filters|

DE102004003941A1|2004-01-26|2005-08-11|Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh|Bestimmung von Koordinaten eines Werkstücks|

US6845279B1|2004-02-06|2005-01-18|Integrated Technologies, Inc.|Error proofing system for portable tools|

US7746481B2|2007-03-20|2010-06-29|Cyberoptics Corporation|Method for measuring center of rotation of a nozzle of a pick and place machine using a collimated laser beam|

US8068664B2|2007-06-05|2011-11-29|Cyberoptics Corporation|Component sensor for pick and place machine using improved shadow imaging|

CN101755229B|2007-10-17|2011-11-09|Ads技术株式会社|在光学装置组装期间使用传感器调节自由度的设备|

JP5229253B2|2010-03-11|2013-07-03|株式会社安川電機|ロボットシステム及びロボット装置並びにワーク取り出し方法|

AT513747B1|2013-02-28|2014-07-15|Mikroelektronik Ges Mit Beschränkter Haftung Ab|Bestückungsverfahren für Schaltungsträger und Schaltungsträger|

US9409306B2|2014-07-31|2016-08-09|Usnr, Llc|Dynamically directed workpiece positioning system|

US10551181B2|2015-06-24|2020-02-04|Fuji Corporation|Board inspection machine|

DE102016223710A1|2016-11-29|2018-05-30|Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh|Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Beleuchtungseinrichtung|

CN107589552A|2017-10-17|2018-01-16|歌尔股份有限公司|光学模组组装设备|

CN109128840B|2018-07-09|2020-05-22|佛山市科莱机器人有限公司|壳体加工基准定位方法、余边切割方法及通孔加工方法|

法律状态:
1985-05-09| AK| Designated states|Designated state(s): JP |

优先权:

申请号 | 申请日 | 专利标题

[返回顶部]